1P65F上箱体缸体精镗孔专机主轴箱设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：1p65f上箱体缸体精镗孔专机主轴箱设计指 导 教 师: 开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标gb/t 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 1p65f上箱体缸体精镗孔专机主轴箱设计属机床技术领域，缸体是重要零件，为提高生产效率，节约成本，现使用在专机上进行加工，达到加工要求。本文介绍了专用机床的工作原理和工艺，讨论了如何加工制造专用机床，论述了主轴箱的设计方案、基本要求、及组合机床的发展趋势。按照已给定零件，深入分析了1p65f上箱体缸体精镗孔专机主轴箱设计。关键词 专用机床 主轴箱1 序言机械制造业在国民经济中占有很重要的地位，是国民经济各部门赖以生存发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。主轴箱作为一种专用高效自动化技术设备，已成为大批量机械产品实现高效、 高质量和经济性生产的关键装备，是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。主轴箱及的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。在当今的中国社会，经济发展方式正由粗放密集型转向节约内向型，原来的生产方式必须进行较大的变革。这就要求在最短的时间内，创造出最高的加工效率，而且还要保证较高的生产质量。机械加工中的机床就必须符合这种条件下的生产加工1 。2 组合机床、专用机床21组合机床 1p65f上箱体缸体精镗孔专机主轴箱的生产纲领是单班制年产5万台。属于大批量生产，在批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助和加工时间重合，使每个工位安装多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合专用机床。组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点： （1） 组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的7080%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 （2） 由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3） 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 （4） 在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。22专用机床专用机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床技术的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产效率比通用机床高几倍至几十倍 2 。专用机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等；一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，也采用组合机床来保证其加工质量3。3 专用机床的发展前景31 国外专用机床的发展前景机床是一个国家制造业水平高低的象征，最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为了提高不同制造厂商的通用部件的互换性，便于用户使用和维修。1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协定，确定了组合机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973年iso公布了第一批组合机床通用部件标准，使机床制造标准化做了行业性的规定。在刚过去的20世纪中，对机械制造装备进行了多次更新换代4。50年代为“规模效益”模式，即少品种大批量生产模式；70年代，是“精益生产”模式，以提高质量，减低成本为标志，80年代较多的采用数控机床、机器人、柔性制造单元和系统等高技术的集成机械制造装备；90年代，机械制造装备普遍具有“柔性化”、“自动化”和“精密化”的特点，适应多品种小批量和经常更新产品的需要5。32 国内专用机床的发展我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，19982004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%6。伴随着改革开，我国机械制造业迅猛发展。已经具备了成套生产加工各种精密的，高度自动化的以及高效率的组合机床和自动生产线，有些机床甚至已经接近世界先进水平。大连机床集科研与制造为一体，是我国高效自动化成套技术与装备的排头兵企业。中国第一台组合机床及自动线在大连问世，如今在这里我国自行研制的第一台九轴五联动高档数控机床，已达到国际先进水平，它的问世打破了发达国家队我国高档数控机床制造技术的垄断和封锁。而组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。4 主轴箱主轴箱是机床的重要部件，是用于不知机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。也是工序集中的、高效的组合机床的重要的专用部件之一，主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。主轴箱传动系统的优劣和箱体加工方式、方法直接影响机床的可靠性、耐用性、经济性、准确性。主轴箱的功用是带动各主轴按照设计要求所规定的转速和转动方向旋转，而且主轴箱的数量和位置是与被加工工件孔的数量和位置相一致的。主轴箱箱体主要由中间箱体，前盖和后盖组成。前盖和中间箱体的半成品和后盖都是通用件。前盖和中间箱体应该根据主轴及传动轴的数量和位置，加工出相应的孔。前盖和后盖用定位销和螺钉固定在中间箱体上。整个主轴箱部件用后盖的后端面及2个定位销孔与动力箱的前端平面及两个定位销相配合，并用螺钉固定在动力箱上。主轴箱中的全部零件中仅有少量零件是专用件，如齿轮，轴套等，其余零件都是通用件或标准件。这样可以看出，组合机床主轴箱是专为某一种加工零件而设计的。当加工零件改变时，主轴箱就不可以再适用了。在加工零件时，主轴箱中有和被加工零件位置相一致的主轴，它的功用是把动力箱的旋转运动传给各主轴，在经接杆传给刀具，有良好的传动性7。主轴箱的传动系统设计，就是通过一定的传动链把主轴箱驱动力和转速按要求分配到各主轴。传动系统设计的好坏，将直接影响主轴箱的质量，通用化程度、设计和制造工作量的大小以及成本高低。5 传动系统的一般要求设计传动系统，应在保证主轴强度、刚度、转速和转向的前提下，力求使主要传动件的规格少，数量少，体积小;因此，设计时，应注意几点:(1) 尽量用一根中间传动轴带动多根主轴。一般情况下，不采用主轴带动主轴的方案。(2) 为使结构紧凑，主轴箱体内的齿轮传动副的最佳传动比为1一1.5，根据需要，其传动比可以取大一些，但一般不超过3一3.5。(3) 根据转速与扭矩成反比的道理，一般情况下如驱动轴转速较高时，可采用逐步降速传动。(4) 粗加工切削力大，主轴上的齿轮应尽量安排靠近前支承，以减少主轴的扭转变形。(5) 齿轮排数的安排:不同轴上齿轮不相碰，可放在箱体内同一排上;不同轴上齿轮与轴或轴套不相碰，可放在箱体不同排上;齿轮与轴相碰，可放在后盖内。主轴箱设计的原始依据组合机床主轴箱设计之前，须先熟悉主轴箱与其中各零件的关系，尤其是其中各部分零件的工艺要求。设计前，先根据“三图一卡”绘制主轴箱设计的原始依据图。原始依据图确定了主轴箱各传动件的结构和装配关系。根据主轴箱设计原始依据图，可取得主轴箱设计的原始要求和已知条件，包括下述的全部或部分内容:(1) 主轴箱外形尺寸及其他相关部件的联系尺寸;(2) 工件轮廓尺寸及各孔位置尺寸;(3) 工件与主轴箱相对位置尺寸;(4) 所有主轴的位置关系尺寸;(5) 各主轴的转速和转向;(6) 工件材料，加工表面要求;(7) 主轴的工序内容和主轴外伸部分尺寸;(8) 动力部件型号，功率n(千瓦)，转速n和其他主要参数。据上述内容，可对组合机床主轴箱的整个设计过程做准备。据前面的相关尺寸和参数确定主轴箱的箱体结构、各主轴的位置及一些相关尺寸。6 结束语提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。虽然仅仅是毕业设计的开题报告，却也让我体会到做设计的不易之处，同时，通过这次毕业设计还可以有效培养综合应用机械设计知识，并根据设计的实际要求，进行问题的分析解决，从而提高独立工作的能力，我十分期待下学期的毕业设计，并将全力以赴！参 考 文 献1 申长宏.机车齿轮箱箱体结构的优化设计j.电力机车与城轨车辆.2007.2 李庆余.机械制造装备m. 机械工业出版社，2003.3 杜明鑫.机械制造技术装备及设计m.天津大学出版社.1998.4 濮良贵.机械设计m.第八版，北京：高等教育出版社，2006.5 杨可桢.程光蕴.机械设计基础m.第四版，北京：高等教育出版社，2004.6 王先达.机械制造工艺学,北京:机械工业出版社,2005.7 陈根琴，宋志良. 机械制造技术m. 北京：北京理工大学出版社，2001. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：通过对参考文献的阅读和学习，针对所设计的专用机床的主轴箱设计了一些步骤和方法，针对任务书要求： 本课题要研究或解决的问题有以下几点：（1）熟悉1p65f缸体的cad图纸，查找出缸体上需要加工的地方，对所选的零件进行大概的分析。（2）了解机床的设计，并进行专用机床设计。（3） 撰写设计说明书。 拟采用的研究手段（途径）：（1） 首先收集一些关于专用机床的相关知识，对这些知识加以总结和分析，了解机床的基本知识，为下面的课题开展做好准备。认真分析零件图，了解零件的结构特点和相关的技术要求，对零件的每一个细节，应仔细的分析。（2） 以现有的1p65f毛坯件的cad图为基础，通过查询分析获得解决专用机床的设计问题。（3） 通过自己的设计体会，结合已有的参考资料，对专用机床的具体设计进行归纳总结。（4） 最后做好总体的设计方案。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：文献阐述了组合机床的总体设计，主轴箱的设计及控制系统的设计。对组合机床的加工范围有了一定的认识，并对组合机床的结构及组成有了一定的了解。认识到夹具及刀具在组合机床所起的作用及其重要性。了解了组合机床和通用机床区别。为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：1p6f上箱体缸体精镗孔专机主轴箱设计，是江苏林海动力机械集团公司的设计课题，为提高生产效率需将1p65f上箱体缸体孔精镗加工出，并能达到尺寸精度要求，表面粗糙度及形位公差要求。通过本课题的设计，能基本熟悉机床设计的全过程，能够对设计方案进行比较，会进行切削力的计算并由此确定机床功率，能根据加工要求能正确的选择进给量、切削速度、及切削用量，并能正确的进行计算。会根据相关参数正确的进行部件设计、结构设计、零件设计，了解关键零部件并能进行强度校核。并能根据零件所起的作用正确的选择零件材料及热处理，根据机床的加工性质设计出机床的动作要求。另外对加工、装配有一个新的认识，会正确的选择尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。设计计算及查阅资料的工作量较大。如认真、独立完成整个设计过程对自己将是一个极大的锻炼，也为以后顺利的走上工作岗位打下一个坚实的基础。 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日09/20 11:46 102机体齿飞面孔双卧多轴组合机床及cad设计09/08 20:02 3kn微型装载机设计09/20 15:09 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